Modelación estructural de un puente metálico ferrocarril de viga, tablero superior

Abstract

En este trabajo de diploma se lleva a cabo un análisis del estado técnico del puente kilómetro 9.785 vía Cenizas, debido al avanzado estado de deterioro que presenta y la necesidad de conocer su comportamiento ante las cargas más pesadas que se encuentran circulando sobre el mismo en la actualidad. La información recopilada sobre la obra es insuficiente debido a su prolongada edad de servicio y se delimita a métodos de cálculo analíticos que subestiman la capacidad estructural de la obra. Se demuestra, a través de una amplia revisión bibliográfica, que no existen antecedentes en la modelación de este tipo de estructuras con modelos elasto-plásticos del acero y que existe la posibilidad de evaluar con más exactitud dichos valores. Anterior a un levantamiento estructural para conocer las dimensiones de todos los elementos componentes y un levantamiento patológico para particularizar los deterioros que están afectando a la estructura, se pasa al cálculo de las tensiones actuantes y la capacidad de carga a través de métodos analíticos como el de Tensiones Admisibles y el de Estados Límites. Para ello han sido consideradas las combinaciones de carga más críticas. Se concluye con la determinación de la sección más crítica y el valor de la carga que es capaz de soportar la estructura. A fin de obtener resultados más certeros, se procede a la modelación de la estructura a través del Método de Elementos Finitos (MEF) con el software Abaqus 6.6-1, lo cual ofrece, entre otras ventajas, la incorporación de modelos elasto-plásticos del acero, la descripción detallada de la forma de trabajo de los apoyos, la introducción de las propiedades obtenidas en los ensayos de caracterización del acero, la obtención de la carga última y límite de linealidad del material, así como una amplísima gama de variables de salida que el usuario puede solicitar. Con la modelación ha sido posible establecer las zonas de máximas tensiones y deformaciones, con sus correspondientes valores. Se ha obtenido la capacidad portante de la estructura a través de los criterios de linealidad del material y flecha permisible, para arribar a concluir sobre la exactitud de los métodos analíticos y de modelación numérica computarizada. Se obtiene además el porciento de pérdida de la capacidad de carga de la estructura mediante la comparación de los resultados obtenidos para el modelo deteriorado y el modelo sin deteriorar.